陶瓷-金屬材料實用封接技術(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

高隴橋編著 著

圖書標籤:

• 陶瓷
• 金屬
• 封接技術
• 實用
• 材料
• 第三版
• 電子封裝
• 可靠性
• 工藝
• 技術手冊

店鋪： 文軒網少兒專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122296894

商品編碼：23942368672

齣版時間：2018-01-01

作  者:高隴橋 編著 定  價:118 齣 版 社:化學工業齣版社 齣版日期:2018年01月01日 頁  數:315 裝  幀:精裝 ISBN:9787122296894 ●第1章陶瓷-金屬封接工藝的分類、基本內容和主要方法
●1.1陶瓷-金屬封接工藝的分類1
●1.2陶瓷-金屬封接工藝的基本內容2
●1.2.1液相工藝2
●1.2.2固相工藝4
●1.2.3氣相工藝5
●1.3陶瓷-金屬封接工藝的主要方法5
●第2章真空電子器件用陶瓷-金屬封接的主要材料和陶瓷超精密加工
●2.1概述7
●2.2陶瓷材料9
●2.2.1Al2O3瓷9
●2.2.2BeO瓷17
●2.2.3BN瓷24
●2.2.4AlN瓷27
●2.2.5CVD金剛石薄膜33
●2.2.6高溫瓷釉34
●2.3精細陶瓷的超精密加工43
●2.3.1概述43
●2.3.2陶瓷超精密機械加工的幾種方法43
●2.3.3陶瓷超精密加工的關鍵45
●部分目錄

內容簡介

本書為作者曆經50多年的生産實踐和研究試驗的總結，除對陶瓷-金屬封接技術敘述外，對常用封接（包括陶瓷、金屬結構材料、焊料），以及相關工藝（例如高溫瓷釉製造、陶瓷精密加工等）也進行瞭介紹。書中特彆敘述瞭不同封接工藝的封接機理，強調瞭當今金屬化配方的特點和玻璃相遷移方嚮的變化以及與可靠性的關係，介紹瞭許多常用的靠前外金屬化配方和工藝。本次新修訂第三版補充瞭大量近年來本領域材料和工藝等取得的更新成果和技術，以資同行參考。本書適用於真空電子器件、微電子器件、激光與電光源、原子能和高能物理、宇航工業、化工、測量儀錶、航天設備、真空或電氣裝置、傢用電器等領域中，並適閤各種無機介質與金屬進行高強度、高氣密封接的科研、生産部門的工程技術人員閱讀使用，也可作為大專院校有關專業師生的參考書。 序21世紀是知識經濟時代，是科學技術飛速發展的年代，以科學技術為核心的知識是重要的戰略性基礎資源。真空電子器件已經廣泛應用於所有國民經濟領域，特彆是應用於包括各種電子裝備在內的民用和國防等領域。隨著真空電子器件進入超高頻、大功率、長壽命領域，玻璃與金屬封接已不能勝任製管要求，必須采用陶瓷-金屬封接工藝。真空電子器件是在高真空（10-5～10-6Pa）狀態下工作的，對材料的氣密性要求很高，對陶瓷-金屬封接技術的要求更高。同時，陶瓷-金屬封接應用領域不斷擴大，從大功率微波管、大電流電力電子器件和高電壓開關管等高真空器件，到新型、高效發電係統固體氧化物燃料電池，以及環保、汽車領域不可缺少的傳感器等電子器件，都以高精度、高可靠的陶瓷-金屬封接技術為基礎。這給陶瓷-金屬封接技術既帶來瞭的機遇，也帶來瞭嚴峻挑戰。隨著陶瓷-金屬封接技術應用領域的進一步擴大，陶瓷-金屬封接技術將在廣度和深度上得到長足的發等

陶瓷-金屬材料實用封接技術（第3版）：工藝、挑戰與前沿展望 引言 陶瓷-金屬材料的封接（或稱釺焊、焊接、粘接）技術，在當今材料科學與工程領域扮演著至關重要的角色。其核心在於將具有優異高溫強度、耐腐蝕性、絕緣性或特定電磁特性的陶瓷材料，與具有良好延展性、導電性、導熱性或加工性的金屬材料，通過可靠的連接方式實現功能集成。這種異質材料的連接，為航空航天、能源、電子、醫療器械等眾多尖端科技領域的發展提供瞭不可或缺的技術支撐。 《陶瓷-金屬材料實用封接技術（第3版）》深入探討瞭這一關鍵技術，內容涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的全方位知識。本書並非僅僅羅列各種連接方法，而是從材料特性齣發，深入分析不同連接工藝的原理、優勢、局限性以及關鍵影響因素。通過對大量實際案例的剖析，本書旨在為讀者提供一套係統、實用且具有前瞻性的封接技術解決方案。 第一部分：基礎理論與材料特性 在進入具體的封接技術之前，理解陶瓷與金屬各自的材料特性以及它們之間可能産生的相互作用至關重要。 陶瓷材料特性解讀： 陶瓷材料以其高熔點、高硬度、優異的絕緣性、耐高溫性、耐磨損性、耐化學腐蝕性而著稱。本書詳細介紹瞭各類工程陶瓷（如氧化鋁、氧化鋯、氮化矽、碳化矽等）的微觀結構、晶體學特徵、熱力學性質（熱膨脹係數、熱導率、比熱容）、力學性能（抗壓強度、抗拉強度、斷裂韌性）以及電學和化學性能。特彆地，本書強調瞭陶瓷材料的脆性以及其錶麵狀態對封接成功率的巨大影響，例如錶麵粗糙度、氧化層、汙染物等。 金屬材料特性解讀： 各種金屬和閤金（如不銹鋼、銅、鋁、鎳基閤金、貴金屬等）在封接中的應用廣泛。本書分析瞭它們的熔點、延展性、導電導熱性、氧化行為、與其他材料的相容性以及對加工環境的敏感性。理解金屬材料的塑性變形能力、固相綫和液相綫溫度，對於選擇閤適的封接溫度和工藝參數至關重要。 界麵化學與物理： 陶瓷與金屬之間不存在天然的化學鍵閤，它們的連接通常依賴於中間層材料或特定的反應。本書深入探討瞭陶瓷-金屬界麵的形成機製，包括潤濕性、界麵反應（如形成金屬間化閤物、氧化還原反應）、擴散以及由此産生的應力。理解這些界麵行為，是避免界麵脫粘、裂紋擴展等失效模式的關鍵。 第二部分：經典的陶瓷-金屬封接技術 本書係統梳理瞭當前主流的陶瓷-金屬封接技術，並對其進行瞭詳細的闡述。 釺焊（Brazing）： 原理與分類： 釺焊是一種利用熔點低於母材但高於450°C的釺料，在不熔化母材的情況下，通過熔融的釺料填充接縫，實現金屬間連接的工藝。本書詳細介紹瞭根據釺料熔點、連接溫度以及釺劑的使用情況進行的分類（如真空釺焊、保護氣氛釺焊、感應釺焊、火焰釺焊）。 釺料選擇： 針對不同的陶瓷-金屬組閤，本書提供瞭詳盡的釺料選擇指南。重點關注瞭活性釺料（含有Ti, Zr, V等活性元素的釺料）在連接氧化物陶瓷方麵的應用，以及非活性釺料（如銀銅、金銅、鎳基等）在連接非氧化物陶瓷或金屬基體時的優勢。 工藝流程與關鍵參數： 從釺劑的選擇與塗覆、工件預處理、裝配、加熱速率、保溫溫度與時間、冷卻速率，到焊縫清理，本書逐一解析瞭每個環節的操作要點和對焊縫質量的影響。特彆強調瞭真空度和氣氛控製在避免氧化、促進潤濕和減少缺陷中的作用。 常見問題與對策： 針對釺焊過程中可能齣現的諸如潤濕不良、焊縫空洞、裂紋、界麵化閤物過厚、應力集中等問題，本書提供瞭係統性的分析和解決方案。 擴散連接（Diffusion Bonding）： 原理與優勢： 擴散連接是一種利用加熱和加壓，使兩個錶麵緊密接觸的材料之間發生原子間擴散，從而形成牢固連接的工藝。本書強調瞭其在連接對高溫敏感材料、獲得無接縫連接以及保持材料原有性能方麵的獨特優勢。 工藝參數與影響： 詳細闡述瞭溫度、壓力、時間、錶麵光潔度等關鍵工藝參數對擴散連接效果的影響。特彆指齣，溫度的選擇需要兼顧擴散速率和材料的變形，而壓力則影響接觸麵積的增加。 界麵行為分析： 深入探討瞭擴散過程中原子遷移、界麵化閤物形成以及應力釋放的機製。 粘接（Adhesive Bonding）： 粘接劑類型與選擇： 盡管與焊接釺焊存在本質區彆，但對於某些低溫或對溫度要求不苛刻的場閤，聚閤物粘接劑也常用於陶瓷-金屬的連接。本書簡要介紹瞭環氧樹脂、矽橡膠、聚氨酯等不同類型粘接劑的特性，以及根據應用環境（溫度、濕度、化學腐蝕性、機械載荷）選擇閤適粘接劑的原則。 界麵準備與固化： 強調瞭錶麵處理（清洗、粗化、活化）在提高粘接強度中的重要性，以及不同粘接劑固化工藝（加熱、紫外綫照射）的適用性。 第三部分：先進的陶瓷-金屬封接技術與應用 隨著科技的進步，新的封接技術不斷湧現，以滿足日益嚴苛的應用需求。 反應燒結連接（Reaction Bonding）： 這種技術利用在高溫下陶瓷和金屬之間發生化學反應，生成新的化閤物來形成連接。例如，活性釺焊中利用活性元素與陶瓷錶麵的反應來提高潤濕性和結閤強度。 等離子弧焊接（Plasma Arc Welding）與激光焊接（Laser Welding）： 對於特定結構的陶瓷-金屬連接，這些高能束焊接技術能夠實現局部精確加熱，減少熱影響區，提高焊接效率。本書會探討其在微電子封裝、傳感器製造等領域的應用。 熱噴塗（Thermal Spraying）： 通過將陶瓷或金屬粉末加熱熔化並高速噴射到基材錶麵，形成塗層，可以實現陶瓷或金屬的製備與連接。例如，在金屬基體上噴塗陶瓷塗層，再通過後續工藝實現連接。 3D打印與增材製造： 探討瞭在增材製造過程中實現陶瓷-金屬異質材料的逐層打印與連接，為復雜結構件的製造提供瞭新的可能。 第四部分：封接過程中的關鍵挑戰與解決策略 陶瓷-金屬封接的難點在於材料性質的巨大差異，本書係統梳理瞭這些挑戰並提供瞭實用的解決方案。 熱膨脹係數失配（CTE Mismatch）： 這是陶瓷-金屬封接中最普遍的問題之一。由於陶瓷和金屬的熱膨脹係數差異巨大，在加熱和冷卻過程中會産生顯著的內應力，容易導緻界麵裂紋或材料斷裂。本書詳細分析瞭CTE失配的産生機理，並提齣瞭多種緩解策略，包括： 選擇CTE相近的材料： 盡可能選擇CTE相近的陶瓷和金屬。 采用中間過渡層： 利用CTE介於陶瓷和金屬之間的材料（如某些閤金、金屬陶瓷）作為緩衝層。 優化封接工藝： 控製加熱和冷卻速率，進行熱處理應力消除。 結構設計： 通過設計柔性結構，如采用“V”形或“U”形連接，增加連接區域的柔韌性，分散應力。 引入微裂紋控製： 在設計中考慮引入可控的微裂紋，引導應力集中，避免災難性失效。 界麵反應與化閤物的形成： 強烈的界麵反應可能生成脆性的金屬間化閤物，降低連接強度和韌性，甚至導緻界麵分離。本書深入研究瞭不同材料體係下的界麵反應産物，並給齣瞭控製界麵反應的途徑，例如： 選擇閤適的釺料或填料： 避免生成脆性化閤物的釺料。 控製反應溫度和時間： 限製界麵反應的程度。 引入阻擋層： 在界麵之間加入一層阻擋層，抑製不利的擴散反應。 錶麵汙染與氧化： 陶瓷和金屬錶麵的汙染物（油汙、氧化層）會嚴重影響潤濕性和結閤力。本書強調瞭嚴格的錶麵清潔和預處理流程的重要性，包括機械清潔、化學清洗、退火、等離子體處理等。 封接質量的可靠性與無損檢測： 確保封接質量的可靠性是工程應用的基礎。本書介紹瞭多種無損檢測技術，如超聲波檢測、X射綫檢測、聲發射檢測、滲透探傷等，用於評估焊縫內部缺陷，並強調瞭通過反復試驗和失效分析來優化工藝流程。 第五部分：案例分析與前沿發展 本書通過豐富的實際案例，展示瞭陶瓷-金屬封接技術在不同領域的應用。 航空航天領域： 如高溫渦輪葉片、發動機燃燒室襯裏、航天器結構件的連接。 能源領域： 如燃料電池的電極與電解質連接、核反應堆部件、高溫熱交換器。 電子電氣領域： 如功率半導體器件的封裝、高頻微波器件、傳感器、LED封裝。 醫療器械領域： 如人工關節、牙科植入體、醫療傳感器。 前沿展望： 智能化與自動化： 介紹智能製造技術在陶瓷-金屬封接中的應用，如基於機器視覺的缺陷檢測、自動化機器人焊接。 新材料與新工藝： 探討新型陶瓷材料（如梯度材料、納米陶瓷）、新型金屬閤金（如高熵閤金）以及新興封接技術（如固相焊接、超塑性成形連接）在未來的應用潛力。 數值模擬與仿真： 強調利用有限元分析（FEA）等數值模擬工具，預測封接過程中的應力分布、溫度場，優化工藝設計，降低試錯成本。 結論 《陶瓷-金屬材料實用封接技術（第3版）》以其全麵、深入、實用的內容，為從事陶瓷-金屬材料研發、生産和應用的技術人員提供瞭寶貴的參考。本書不僅係統地介紹瞭成熟可靠的封接技術，更前瞻性地展望瞭行業未來的發展方嚮，是推動陶瓷-金屬材料應用深度與廣度的重要基石。通過掌握書中闡述的原理、技術和策略，讀者將能夠更有效地應對復雜多變的封接挑戰，創造齣更多高性能、高可靠性的先進産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來就非常貼近實際工程需求，這讓我非常感興趣。我目前正在負責一個項目，需要將一種特殊的陶瓷傳感器與金屬外殼進行可靠的連接，以確保其在嚴苛的環境下也能正常工作。我迫切地希望在這本書中找到關於如何處理陶瓷與金屬之間熱膨脹係數不匹配問題的詳細解決方案，因為這是導緻很多連接失效的主要原因。書中是否會介紹一些特殊的中間層材料，或者特殊的預應力設計來緩解這種不匹配帶來的應力？ 此外，我對於書中關於封接界麵可靠性評估的方法也充滿瞭期待。我們不僅需要知道如何做齣連接，更重要的是如何證明這個連接是可靠的。書中是否會詳細介紹各種無損檢測技術，比如超聲波檢測、X射綫成像、聲發射技術等，以及如何利用這些技術來評估封接質量？對於一些關鍵應用，我們甚至需要進行加速壽命試驗來預測其在實際使用中的壽命。希望書中能提供一些關於這方麵的內容，讓我們能夠更有信心地推進我們的項目。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《陶瓷-金屬材料實用封接技術(第3版)》，我當時抱著極大的期望，因為我手頭正好有一個急需解決的材料封接難題。我所在的實驗室近年來在開發一種新型的陶瓷基復閤材料，其應用前景非常廣闊，但最大的瓶頸就在於如何將其與金屬構件進行可靠且長久的連接。之前的嘗試，無論是高溫釺焊還是機械連接，都存在這樣那樣的問題，比如界麵脆性、熱應力開裂、甚至在特定工況下發生腐蝕失效。我希望能在這本書中找到一些創新的思路，或者至少是成熟的、經過驗證的解決方案。 我特彆關注的是書中關於不同陶瓷與金屬材料體係的封接方法。比如，書中是否詳細介紹瞭氧化鋁、氮化矽、碳化矽等常見陶瓷與不銹鋼、鎳基閤金、鈦閤金等金屬之間的匹配性，以及在不同應用環境下（例如高溫、腐蝕、電磁輻射等）的最佳封接工藝選擇？我希望書中能提供具體的實驗數據、失效分析案例，甚至是詳細的工藝參數錶，讓我們可以快速參考並應用於實際研發中。要知道，在材料科學領域，細節決定成敗，一個微小的工藝參數偏差都可能導緻整個封接結構的失敗。

評分☆☆☆☆☆

作為一名應用型的工程師，我更看重的是技術的“實用性”。這本書的書名中帶有“實用”二字，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我希望書中不僅僅停留在理論層麵，而是能提供一係列可操作性強的技術指導。例如，在封接前，陶瓷和金屬錶麵的處理方法有哪些？不同的預處理工藝（如化學清洗、機械打磨、等離子處理等）對封接質量有何影響？在封接過程中，加熱方式（如電阻加熱、感應加熱、激光加熱等）的選擇原則是什麼？保壓時間、冷卻速率的控製對於避免應力集中有何關鍵作用？我希望書中能像一本操作手冊一樣，清晰地列齣每一步驟，並附帶相應的注意事項和常見問題的解決辦法。 我尤其希望書中能深入探討封接界麵處的微觀結構與宏觀性能之間的關係。封接後的界麵是否會形成脆性相？這些相的成分和分布如何影響連接強度？書中是否會通過SEM、TEM、XRD等微觀分析手段來揭示封接機製，並根據微觀結構特徵來指導工藝優化？對於一些高附加值的應用，比如航空航天、半導體製造等領域，對封接界麵的可靠性要求極高，因此，深入理解和控製界麵行為是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

收到這本《陶瓷-金屬材料實用封接技術(第3版)》後，我最想找到的是關於不同封接方法在特定應用場景下的優劣對比分析。比如，在高溫環境下，哪種封接方法更具優勢？在需要高真空度的場閤，如何選擇封接材料和工藝以確保長期的密封性能？對於承載高機械載荷的應用，如何設計封接結構以承受應力集中？我希望書中能提供一些基於工程實踐的案例研究，詳細闡述不同封接技術在解決實際工程問題中的應用經驗和教訓。 同時，我也對書中關於封接過程中的安全問題和環保要求有所關注。畢竟，在實際生産中，操作人員的安全和環境保護是非常重要的方麵。書中是否會包含相關的安全操作規程，以及如何選擇環保型的封接材料和工藝？例如，一些傳統的釺焊材料可能含有有害物質，尋找更環保的替代品是當前行業發展的一個重要方嚮。我期望這本書能在這方麵也提供一些指導性的建議。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我手中，封麵設計簡潔大氣，但我更關心的是內容是否能達到“第3版”應有的深度和廣度。技術總是在不斷發展的，尤其是在材料科學和工程領域。我希望這本書能夠反映最新的研究成果和技術進展。例如，在新型陶瓷材料（如高熵陶瓷）或者新型金屬閤金（如形狀記憶閤金）的封接方麵，是否有新的突破？在封接工藝方麵，是否有引入更先進的設備或技術，例如3D打印輔助封接、智能傳感監控技術等？ 我也會關注書中關於封接質量的評價標準和測試方法。如何有效地評估封接結構的完整性、密封性、以及在服役條件下的長期可靠性？書中是否會介紹一些標準化的測試流程和評價指標，以便我們可以量化地評估封接效果？畢竟，再好的技術，如果缺乏科學的評價體係，也很難獲得市場的認可和推廣。我期待著這本書能夠成為我們解決實際封接問題的有力武器，帶領我們突破技術瓶頸，實現材料應用的新飛躍。